Das Wort "Salz" begleitet uns täglich. Für uns ist Speisesalz das Gewürz, das wir den Lebensmitteln hinzufügen, um ihren Geschmack zu verbessern oder sie haltbar zu machen. Kochsalz (NaCl- Natriumchlorid) ist ebenfalls Salz, allerdings im chemischen Sinne. In der Chemie bezieht sich der Begriff "Salz" nie auf eine einzelne Substanz, sondern auf eine ganze Gruppe von Verbindungen mit einem charakteristischen Aufbau und Eigenschaften.
Aufbau und Aufteilung der Salze
Salze sind chemische Verbindungen mit einem kristallinen Aufbau. Sie bestehen aus Metallkationen (oder dem Ammoniumkation NH4+) und Anionen von Säureresten. Im bekannten Kochsalz, Natriumchlorid NaCl, ist das Kation beispielsweise das Natriumion Na+ und das Anion das Chloridion Cl–. Die große Mehrheit der Salze hat einen kristallinen Aufbau. In der Natur sind jedoch auch Salzmoleküle bekannt, die zwar im festen Zustand vorkommen, aber keinen kristallinen Aufbau haben. Eine solche Substanz ist z.B. Zinn(V)-diphosphat(II) – Sn2P2O7. Es gibt auch Salze, die bei Raumtemperatur flüssig sind, wie Antimon(V)fluorid – SbF5.
Je nachdem, wie das Salz aufgebaut ist, werden folgende Salze unterschieden:
Salze der Oxosäuren
Dies sind chemische Verbindungen, deren Anionen von Säuren wie z.B. Salpetersäure(V), Stickstoffsäure(III), Schwefelsäure(VI), Kohlensäure, Phosphorsäure(V) und anderen Oxosäuren stammen.
Salze der anaeroben Säuren
Sie sind Derivate von anaeroben Säuren (wässrige Lösungen der entsprechenden Hydride der Elemente der 16. und 17. Gruppe im Periodensystem der Elemente).
Doppel- und Dreifachsalze
Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie in ihrem Aufbau zwei bzw. drei verschiedene Kationen aufweisen, die an einen Säurerest gebunden sind.
Hydrogensalze
Sie werden auch als saure Salze bezeichnet. Sie werden aus Säuren gebildet, bei denen nicht alle Wasserstoffatome durch Metallkationen ersetzt wurden.
Hydroxidsalze
Hydroxidsalze sind definiert als Salze, bei denen nicht alle Hydroxidanionen durch Anionen von Säureresten ersetzt worden sind.
Hydrate
Hydrate sind hydratisierte Salze, d.h. Salze, die in ihrem Kristallgitter zusätzlich an ein oder mehrere Wassermoleküle gebunden sind.
Nomenklatur der Salze
Der Name des Salzes wird aus dem Namen der Säure (dem Spender des Säurerestes) gebildet, wobei der Name des Metalls hinzugefügt und auch dessen Wertigkeit berücksichtigt wird.
Die Benennung der Salze hängt davon ab, ob das Salz von einer aeroben oder anaeroben Säure stammt:
- die Namen der Salze der anaeroben Säuren haben die Endung -id (z.B. Sulfid, Iodid, Chlorid usw.);
- Salze von aeroben Säuren haben die Endung -at (z.B. Sulfat (VI), Sulfat (IV), Nitrat (V) usw.).
Bei der Benennung von Salzen ist immer die Wertigkeit des Säurerestes und des Metalls, aus dem die Verbindung besteht, zu berücksichtigen.
Bei Doppel- und Dreifachsalzen sind bei der Bildung ihrer chemischen Namen die Kationen in alphabetischer Reihenfolge aufzuführen, verbunden durch die Konjunktion „und“. Außerdem wird dem Namen ein Präfix vorangestellt, um die Anzahl der Metallatome im Molekül anzugeben, z.B. di-, tri- usw.
Bei der Benennung von Hydrogensalzen ist es wichtig, die Vorsilbe „Wasserstoff-“ nicht vergessen, was auf das Vorhandensein eines Wasserstoffatoms (oder mehrerer Wasserstoffatome) im Salzmolekül hinweist.
Bei der Namensgebung von Hydroxidsalzen wird zuerst der Name des Anions des Säurerestes genannt, dann die Anzahl der Hydroxidionen und schließlich der Name des Metalls.
Bei der Bezeichnung von hydratisierten Salzen, d.h. von Hydraten, muss der vollständige Name des Salzes angegeben werden, gefolgt von der Angabe der Anzahl der gebundenen Wassermoleküle.
In der Chemie ist es sehr verbreitet, gebräuchliche Namen für verschiedene Salze zu verwenden. Das beste Beispiel ist Natriumbikarbonat, auch bekannt als Natron, oder Backpulver, das beim Backen, als Zusatzstoff in kohlensäurehaltigen Getränken oder in Medikamenten gegen Übersäuerung verwendet wird. Kalziumsulfat (VI)-Wasser (1/2) ist der systematische Name für kristallinen Gips, und Natriumnitrat (V) ist der bekannte Chilesalpeter. Die gebräuchlichen Namen sind so geläufig geworden, dass sie allgemein verwendet werden.
Eigenschaften der Salze
Salze bilden Kristalle, die einen ionischen Aufbau haben – sie bestehen aus Ionen. Die meisten von ihnen haben keine Farbe (sehr oft ist die weiße Farbe der Kristalle eines Salzes auf den Zerkleinerungsgrad des Salzes zurückzuführen, während die Kristalle in Wirklichkeit farblos sind). Es gibt jedoch eine große Gruppe dieser Verbindungen, die eine Färbung aufweisen, z.B.:
- Salze mit Kupferkationen sind in der Regel grün oder blau,
- für Nickelsalze ist eine grüne Farbe charakteristisch,
- Eisen macht seine Verbindungen gelb, braun oder grün.
Die auftretende Farbe hängt von der Wertigkeit ab, die ein chemisches Element in einer bestimmten Verbindung einnimmt. Bei hydratisierten Salzen unterscheidet sich die Farbe oft von der des wasserfreien Salzes. Kobalt(II)chlorid (CoCl2) zum Beispiel ist blau, und wenn sich seine Moleküle mit Wasser verbinden (Übergang in die hydratisierte Form), ändert sich seine Farbe zu rosa.
Die Löslichkeit von Salzen in Wasser ist unterschiedlich. Die meisten von ihnen, wie Nitrate (V), Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze, sind sehr gut wasserlöslich – sie dissoziieren in Wasser. Es gibt auch eine große Gruppe, die unlösliche Niederschläge bildet. Wenn wir nicht sicher sind, welche Verbindungen gut löslich und welche unlöslich sind, ist es sinnvoll, Löslichkeitstabellen zu Rate zu ziehen.
Die ionische Dissoziation von Salzen hängt mit ihrer elektrischen Leitfähigkeit zusammen und beruht auf der Aufspaltung von Molekülen in wässrigen Lösungen in Kationen und Anionen. Salze, die dissoziieren, haben die Fähigkeit, eine elektrische Ladung zu übertragen, d.h. Strom zu leiten. Man sollte jedoch nicht vergessen, dass auch geschmolzene Salze Strom leiten.
Verwendung der ausgewählten Salze
Chemische Verbindungen, die als Salze bezeichnet werden, sind aufgrund der Vielfalt und der Eigenschaften dieser Substanzen zweifellos in praktisch jedem Bereich unseres Lebens präsent. Im Folgenden werden ausgewählte Verwendungen für drei Beispielsalze vorgestellt.
Speisesalz
Das bekannteste Salz ist zweifellos das Speisesalz, d.h. Natriumchlorid (NaCl). Es wird täglich als Gewürz für Speisen verwendet. Speisesalz hat konservierende Eigenschaften. Darüber hinaus wird es in der Gerberei und Glasindustrie verwendet. Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid ist die so genannte physiologische Lösung, die in der Pharmazie und Medizin verwendet wird.
Kalziumkarbonat
Kalziumkarbonat (CaCO3) ist ein verbreiteter Inhaltsstoff, der zur Herstellung von Zahnpasta, Baumörtel und Farben verwendet wird. In Schulen wird Kalziumkarbonat häufig in Form von Kreide für Tafeln verwendet. Dieses Salz ist auch ein wichtiger Bestandteil von Düngemitteln, da es den pH-Wert des Bodens anhebt (Neutralisierung der Säuren im Boden).
Kaliummanganat(VII)
Aufgrund seiner oxidierenden Eigenschaften ist Kaliummanganat (VII) (KMnO4) ein wichtiger Bestandteil von Mitteln mit desinfizierenden Eigenschaften und zur Wundreinigung. Darüber hinaus kann es (im Labormaßstab) zur Herstellung von Sauerstoff verwendet werden.